2024年中考物理二轮复习专题14 内能的利用讲义

专题14内能的利用 认知定位 重点 热机、燃料的热值、热机的效率 难点 热机的效率 认知要求 1.能够理解热机的基本概念和工作原理。能够描述热机中能量的转化过程。能够了解热机的效率及其影响因素。 2.能够理解热机效率的定义和计算方法。能够分析影响热机效率的因素及其提高方法。 3.能够了解热机效率在现实生活中的应用和重要性。 考点导航 考点1 热机 考点精讲 1.热机： 定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。 热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等 2.内燃机： 内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。 在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）是依靠飞轮的惯性来完成的。 压缩冲程将机械能转化为内能。 做功冲程是由内能转化为机械能。 【精讲1】（2023秋•松原期末）某单缸四冲程内燃机剖面图如图所示。由图可知，该内燃机是 　 　（填“汽油机”或“柴油机” ，内燃机工作时燃料燃烧释放的能量 　　（填“只有一部分”或“全部” 用来做有用功。 【答案】汽油机；只有一部分。 【分析】（1）柴油机和汽油机在构造上的主要区别是：柴油机的顶端是喷油嘴，而汽油机的顶端是火花塞； （2）热机在工作过程中存在热量损失，据此进行分析。 【解答】解：（1）由图可知，内燃机的顶端是火花塞，所以该内燃机是汽油机； （2）热机在工作过程中，排放废气等会带走大量的热量，内燃机工作时燃料燃烧释放的能量只有一部分用来做有用功。 故答案为：汽油机；只有一部分。 【精讲2】（2022秋•南岗区校级期末）如图所示是蒸汽机的原理图，气缸内活塞的左右移动由滑块阀门来控制，关于该原理图下列说法正确的是　　 A．在图示状态下，水蒸气将推动活塞向右移动 B．在图示状态下，水蒸气不能通过进气管2进入汽缸 C．无论活塞处在气缸中的什么位置，进气管1都跟下方处于连通状态 D．该蒸汽机实现了机械能向内能的转化 【答案】 【分析】蒸汽机的原理是水的内能转化为机器的机械能，根据图片中信息分析各个选项。 【解答】解： 、由图可知，此时气缸内是封闭的，气体的体积膨胀，水蒸气将推动活塞向右移动，故正确； 、由图可知，滑块阀门没有完全闭合，水蒸气可以通过进气管2进入汽缸，故错误； 、由于滑块阀门的存在，只有滑块阀门打开的时候，进气管1才跟下方处于连通状态，故错误； 、该蒸汽机实现了内能向机械能的转化，故错误。 故选：。 【精讲3】（2023秋•永定区期中）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，其中正确的是　　 A．汽油机的顶部有喷油嘴，柴油机的上部是火花塞 B．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 C．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式 D．柴油机和汽油机一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程把内能转化为机械能 【答案】 【分析】柴油机和汽油机的主要区别： （1）汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞做功； （2）柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大；柴油机气缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气，达到着火点而燃烧，点燃方式是压燃式。燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功。柴油机的压缩比例更大、温度更高、做功更多，效率更高。 【解答】解： 、柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞，故错误； 、在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故正确； 、在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故错误； 、柴油机和汽油机一个工作循环都是由4个冲程组成，压缩冲程把机械能转化为内能，故错误。 故选：。 名师点拨 1．汽油机和柴油机的比较： ①汽油机的气缸顶部是火花塞； 柴油机的气缸顶部是喷油嘴。 ②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物； 柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。 ③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式； 柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。 ④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。 ⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。 考点2 热值及热机效率 考点精讲 1.热值 燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内